机器人底盘及机器人的制作方法

1.本技术涉及移动机器人技术领域，尤其涉及一种机器人底盘及机器人。


背景技术：

2.移动机器人是一种智能控制移动以进行各种任务的设备，移动机器人正逐步应用于服务领域，例如，在餐厅、酒店、写字楼进行配送服务，在楼宇之间进行送件服务等。
3.在移动机器人技术中，移动机器人的主机壳内设置有主板以及开关板等电路板，主板和开关板上集成了大量的电子元器件。电子元器件工作时会产生大量热量，传统的移动机器人结构复杂且热量难以及时排出，过多的热量会严重影响电子元器件的性能。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本技术提供一种机器人底盘及机器人，能够缓解机器人热量难以及时排出的问题。
5.第一方面，本技术提供了一种机器人底盘，包括第一支撑板、第二支撑板、顶板、第一控制盒、第二控制盒和主板。两个所述第二支撑板相对连接于所述第一支撑板的两侧。顶板连接于所述两个第二支撑板，所述顶板、两个第二支撑板和第一支撑板共同围合成安装腔，所述顶板开设有维护口，所述维护口与所述安装腔连通。第一控制盒设于所述安装腔且连接于两个所述第二支撑板之间，所述第一控制盒与所述第一支撑板之间具有第一预设间隙，所述第一控制盒的面向所述顶板的表面设有第一散热部件，所述第一散热部件朝向所述维护口设置。第二控制盒，安装于所述安装腔并与所述第一控制盒间隔设置，所述第二控制盒与所述第一支撑板之间具有第二预设间隙。主板，设于所述安装腔并连接于所述顶板的维护口处，所述第一控制盒和第二控制盒均与所述主板间隔设置。
6.根据本技术的一些实施例，所述第一控制盒的面向所述第一支撑板的表面还设有第二散热部件，所述第二散热部件朝向所述第一支撑板设置。
7.根据本技术的一些实施例，所述机器人底盘还包括第三支撑板。所述第三支撑板设于所述安装腔且所述第三支撑板连接于两个所述第二支撑板之间，所述第三支撑板与所述第一控制盒间隔设置。所述第二控制盒连接于所述第三支撑板，所述第二控制盒与所述第三支撑板之间贴合有第三散热部件，所述第三散热部件朝向所述第三支撑板设置。
8.根据本技术的一些实施例，其特征在于，所述机器人底盘还包括第一连接带和第二连接带。所述第一连接带和第二连接带均连接于所述维护口处且所述第一连接带和所述第二连接带间隔设置。所述第一连接带和第二连接带均朝所述安装腔内凹陷以形成两个凹陷部，所述主板连接于所述两个凹陷部。
9.根据本技术的一些实施例，所述维护口的外形尺寸大于所述主板的外形尺寸，所述第一连接带和所述第二连接带均与所述顶板可拆卸连接。
10.根据本技术的一些实施例，所述机器人底盘还包括驱动轮、导向轮和辅助轮。两个所述驱动轮设置于所述第一支撑板的左右两侧，所述导向轮和所述辅助轮设置于所述第一
支撑板的前后两端。
11.根据本技术的一些实施例，所述第二支撑板开设有安装口，所述驱动轮的转轴设置于所述安装口并沿所述安装口上下滑动。所述机器人底盘还包括摆动机构，所述摆动机构包括摆动件、弹性件、连接座和连接杆，所述导向轮可转动的连接于所述连接座。所述连接座连接于所述第一支撑板并可在所述第一支撑板上摆动，摆动轴线与所述导向轮的转动轴线平行。所述摆动件可转动的连接于所述第二支撑板的板面，所述摆动件包括第一端部和第二端部，所述第一端部通过所述连接杆连接于所述连接座，所述第二端部连接于所述驱动轮的转轴。所述弹性件一端固定于所述第二支撑板，另一端连接于所述摆动件的第一端部，所述弹性件用于对所述第一端部提供预拉力，使得所述第二端部对所述驱动轮的转轴施加向下的压力。在所述第二端部对所述驱动轮的转轴施加向下的压力的状态下，所述驱动轮的转轴沿所述安装口下滑至预设位置，使得所述驱动轮的转轴与所述安装口的内顶壁之间存在预设间隙。
12.根据本技术的一些实施例，所述摆动机构还包括第一连接块、第二连接块、第三连接块、第一铰接轴、第二铰接轴和第三铰接轴。沿所述导向轮至所述驱动轮的方向，所述连接座设置有第一铰接部和第二铰接部。所述第一连接块一端固定于所述第一支撑板，另一端通过所述第一铰接轴与所述连接座的第一铰接部铰接，所述第二连接块的一端通过所述第二铰接轴与所述连接座的第二铰接部铰接，所述第二连接块的另一端通过所述第三铰接轴与所述第三连接块的一端铰接，所述第三连接块的另一端连接于所述连接杆。其中所述第一铰接轴、第二铰接轴和第三铰接轴均与所述导向轮的轴线平行。
13.根据本技术的一些实施例，所述机器人底盘还包括激光雷达，所述激光雷达设置于所述顶板，所述激光雷达用于在所述机器人底盘移动时，对所述底盘进行导航探路。
14.根据本技术的一些实施例，第二方面，本技术提供了一种机器人，包括上述任一实施例所述的机器人底盘。
15.本技术的机器人底盘及机器人相对于现有技术具有以下有益效果：
16.第一控制盒与第一支撑板之间具有第一预设间隙，使得第一控制盒在安装腔内悬空，以便于第一控制盒的热量排出；第二控制盒与第一支撑板之间具有第二预设间隙，以便于第二控制盒的热量排出；第一控制盒、第二控制盒和主板间隔错落分布，可有效缓解各用电元器件之间的热量传递，且在顶板设置维护口，可在该维护口对各用电元器件进行插、排线，以便于用电元件的安装以及后续的维护，同时维护口更有利于散热。
17.上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。
附图说明
18.图1为本技术一些实施例的机器人底盘的结构示意图；
19.图2为本技术一些实施例的机器人底盘的部分结构示意图；
20.图3为本技术一些实施例的第一控制盒的结构示意图；
21.图4为本技术一些实施例的第一连接带的结构示意图；
22.图5为本技术一些实施例的机器人底盘的过坎示意图；
指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
47.在本技术实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。
48.在本技术实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
49.移动机器人是一种智能控制移动以进行各种任务的设备，移动机器人正逐步应用于服务领域，例如，在餐厅、酒店、写字楼进行配送服务，在楼宇之间进行送件服务等。在移动机器人技术中，移动机器人的主机壳内设置有主板以及开关板等电路板，主板和开关板上集成了大量的电子元器件。电子元器件工作时会产生大量热量，传动的移动机器人结构复杂且热量难以及时排出，过多的热量会严重影响电子元器件的性能。
50.为了缓解移动机器人散热不及时的技术问题，本技术提供了一种机器人底盘，包括第一支撑板10、第二支撑板20、顶板30、第一控制盒40、第二控制盒50和主板60。
51.第一支撑板10，请参照图1和图2，第一支撑板10设置于机器人底盘的底部且第一支撑板10水平设置，第一支撑板10是机器人底盘的支撑部件，并且机器人底盘上还可安装各类移动轮，例如第一支撑板10的左右两侧可用于安装驱动轮100，第一支撑板10的前端用于安装导向轮110。
52.第二支撑板20，请参照图1和图2，两个第二支撑板20相对连接于第一支撑板10的两侧。如图2所示，两个第二支撑板20垂直于第一支撑板10的板面，且两个第二支撑板20分别连接在第一支撑板10的左右两侧，第二支撑板20上也设有安装口21，驱动轮100的转轴101的转过该安装口21以连接于第一支撑板10。
53.顶板30，请参照图1，顶板30的外形轮廓可设置为与第一支撑板10相似，顶板30连接于上述两个第二支撑板20的顶端，且顶板30和第一支撑板10相对设置，顶板30、两个第二支撑板20和第一支撑板10共同围合成安装腔，机器人的各类元器件则可安装在该安装腔内。顶板30开设有维护口31，维护口31与安装腔连通。如图1所示，顶板30、两个第二支撑板20和第一支撑板10围合成安装腔后，使得安装腔的前后两端敞口，两个敞口连通且顶板30上还开设有维护口31，三处通风，更有利于后续对热量的排出。
54.第一控制盒40，第一控制盒40相当于机器人的大脑，是机器人的处理中心，可用于处理定位导航算法和各类控制等。请参照图1和图2，第一控制盒40设于安装腔内且连接于两个第二支撑板20之间，第一控制盒40与第一支撑板10之间具有第一预设间隙(第一预设间隙为第一控制盒40到第一支撑板10之间的间隔空间)，第一控制盒40的面向顶板30的表面设有第一散热部件41，第一散热部件41朝向维护口31设置，以便于热量从维护口31向外排出。
55.第二控制盒50，第二控制盒50用于控制各类移动轮。请参照图1和图2，第二控制盒
50安装在安装腔内并与第一控制盒40间隔设置，第二控制盒50与第一支撑板10之间具有第二预设间隙(第二预设间隙为第二控制盒50与第一支撑板10之间的间隔空间)，第二控制盒50与第一控制盒40和第一支撑板10间隔设置，以防止热量混杂，便于热量的排出。
56.主板60，主板60是电源管理的控制板，请参照图1，主板60设于安装腔并连接于顶板30的维护口31处，第一控制盒40和第二控制盒50均与主板60间隔设置。
57.可以理解的是，第一控制盒40、第二控制盒50和主板60上均设有各类电子元器件，电子元器件在工作时会产生大量热量。
58.在本实施例的技术方案中，第一控制盒40与第一支撑板10之间具有第一预设间隙，使得第一控制盒40在安装腔内悬空，以便于第一控制盒40的热量排出；第二控制盒50与第一支撑板10之间具有第二预设间隙，以便于第二控制盒50的热量排出；第一控制盒40、第二控制盒50和主板60间隔错落分布，可有效缓解各用电元器件之间的热量传递，且在顶板30设置维护口31，可在该维护口31对各用电元器件进行插、排线，以便于用电元件的安装以及后续的维护，同时维护口31更有利于散热。
59.根据本技术的一些实施例，请参照图2和图3，第一控制盒40的面向第一支撑板10的表面还设有第二散热部件42，第二散热部件42朝向第一支撑板10设置。
60.第一控制盒40相当于机器人的大脑，机器人产生的大部分热量可能均来自于第一控制盒40，而第一控制盒40又是机器人的核心部件，一旦损坏就可能导致整个机器人瘫痪，因此，对第一控制盒40的散热显得尤为关键。
61.请参照图3，第一控制盒40的上下表面均设置有散热部件，即第一散热部件41和第二散热部件42，第一散热部件41和第二散热部件42均包括导热板和散热翅片(导热板和散热翅片均未在图中标出)，散热翅片连接于导热板的一个表面；如图3所示，第一散热部件41的导热板贴合于第一控制盒40的上表面，第一散热部件41的散热翅片则背离第一控制盒40设置，第一控制盒40产生的热量经第一散热部件41的导热板传递至散热翅片，而第一散热部件41的散热翅片又朝向维护口31设置，以便于热量从维护口31排出。第二散热部件42的导热板贴合于第一控制盒40的下表面，第二散热部件42的散热翅片背离第一控制盒40设置，第一控制盒40产生的热量可经第二散热部件42的导热板传递至散热翅片，第二散热部件42的散热翅片则将热量往第一支撑板10的方向传递，经第一支撑板10或第一支撑板10上的部件阻挡，热量则从前后两端的敞口排出，从而可分散传递第一控制盒40所产生的热量，以便于在多个方向将第一控制盒40的热量排出。
62.可以理解的是，为提高导热板与第一控制盒40之间热传递效率，也可在导热板和主控盒之间设置导热硅脂，导热硅脂填充第一控制盒40与导热板之间的间隙，使得导热板与第一控制盒40紧密贴合，以提高热传递效率。
63.根据本技术的一些实施例，请参照图2，机器人底盘还包括第三支撑板70，第三支撑板70设于安装腔且第三支撑板70连接于两个第二支撑板20之间，第三支撑板70与第一控制盒40间隔设置。第二控制盒50连接于第三支撑板70，第二控制盒50与第三支撑板70之间贴合有第三散热部件51，第三散热部件51朝向第三支撑板70设置。
64.可以理解，上述实施例中，第一控制盒40的部分热量会朝第一支撑板10的方向传递，第一支撑板10会得到部分热量；第二控制盒50也会产生较多的热量，第二控制盒50若直接连接在第一支撑板10上，间接的，第一控制盒40的热量就会通过第一支撑板10传递至第
二控制盒50。因此，本实施例中，通过设置一个悬空的第三支撑板70以将第二控制盒50托起，使得第二控制盒50与第一支撑板10之间具有第二预设间隙，从而可减少第一支撑板10对第二控制盒50的热量传递。
65.而在第二控制盒50与第三支撑板70之间贴合设置第三散热部件51，是为了进一步使得第二控制盒50的热量向外排出。基于上述实施例，第三散热部件51也包括导热板和散热翅片，第三散热部件51的导热板贴合于第二控制盒50的下表面，第三散热部件51的散热翅片则背离第二控制盒50设置。第二控制盒50产生的热量经第三散热部件51的导热板传递至散热翅片，第三散热部件51的散热翅片则将热量外第一支撑板10排放，经第一支撑板10阻挡，热量再向前后两端的敞口排出。
66.需要说明的是，只要是安装腔内的热量，均可从维护口31或前后两端的敞口排出。
67.可以理解的是，为减少第一控制盒40产生的热量传递至第二控制盒50，也可去掉第三支撑板70直接将第二控制盒50悬空设置，但第二控制盒50通常尺寸较小，难以直接连接两侧的第二支撑板20，直接将悬空设置可能会造成安装不便，因此，本实施例中采用了第三支撑板70的方式，以托起第二控制盒50。
68.根据本技术的一些实施例，请参照图1和图4，机器人底盘还包括第一连接带80和第二连接带90，第一连接带80和第二连接带90均连接于维护口31处且第一连接带80和第二连接带90间隔设置，第一连接带80朝安装腔内凹陷以形成第一凹陷部81，第二连接带90朝安装腔内凹陷以形成第二凹陷部91，主板60则连接于两个凹陷部。
69.可以理解的是，主板60也会产生热量，为便于主板60的热量排出且避免热量对主板60的传递，主板60也可悬挂设置。本实施例中，通过在维护口31处设置两个连接带，两个连接带向内凹陷以形成两个凹陷部，如图4所示，两个凹陷部的上端面为平面，以用于支撑主板60，通过两个连接带将主板60托起，以使得主板60在安装腔内悬挂，同时将主板60设置于维护口31处，以便于主板60的热量从维护口31排出。
70.根据本技术的一些实施例，请参照图1，维护口31的外形尺寸大于主板60的外形尺寸，第一连接带80和第二连接带90均与顶板30可拆卸连接。
71.维护口31除了便于热量排出，还可便于各类用电元器件的安装及排出，安装时，可直接从维护口31处对用电元器件进行安装和插、排线。本实施例中，将维护口31的外形尺寸设置为大于主板60的外形尺寸，以缓解主板60将热量阻挡在安装腔内；同时，第一连接带80和第二连接带90均与顶板30可拆卸连接，安装或维护时，可随时拆卸第一连接带80和第二连接带90。
72.移动机器人的移动是通过移动机器人的行走机构完成的，行走机构通常设置在机器人底盘上，机器人底盘也决定了机器人移动的稳定性。在实际应用中，倘若遇到崎岖地面，两侧的驱动轮100易悬空而出现打滑的现象，甚至导致机器人倾倒事故的发生。
73.为缓解机器人在过坎时易发生打滑或倾倒的问题，根据本技术的一些实施例，请参照图5和图7，机器人底盘还包括机器人底盘还包括驱动轮100、导向轮110和辅助轮130。两个驱动轮100设置于第一支撑板10的左右两侧，导向轮110和辅助轮130设置于第一支撑板10的前后两端。
74.设置辅助轮130使得机器人底盘在多个方位都具有着地点，驱动轮100可支撑机器人底盘，增加导向轮110和辅助轮130可提高机器人行进的稳定性，以便于机器人可平稳过
坎150。
75.可以理解的是，上述实施例的导向轮110和辅助轮130可设置为一个、两个或多个，可根据具体的使用场景进行设置。
76.根据本技术的一些实施例，请参照图9，第二支撑板20开设有安装口21，驱动轮100的转轴101设置于安装口21并沿安装口21上下滑动。机器人底盘还包括摆动机构120，摆动机构120包括摆动件121、弹性件122、连接座123和连接杆124。导向轮110可转动的连接于连接座123，连接座123连接于第一支撑板10并可在第一支撑板10上摆动，摆动轴线与导向轮110的转动轴线平行。摆动件121可转动的连接于第二支撑板20的板面，摆动件121包括第一端部1211和第二端部1212，第一端部1211通过连接杆124连接于连接座123，第二端部1212连接于驱动轮100的转轴101。弹性件122一端固定于第二支撑板20，另一端连接于摆动件121的第一端部1211，弹性件122用于对第一端部1211提供预拉力，使得第二端部1212对驱动轮100的转轴101施加向下的压力。在第二端部1212对驱动轮100的转轴101施加向下的压力的状态下，驱动轮100的转轴101沿安装口21下滑至预设位置，使得驱动轮100的转轴101与安装口21的内顶壁之间存在预设间隙。
77.请参照图7和图8，摆动件121的第一端部1211连接于第二端部1212，且摆动件121可设置为弯折状，如图5和图6所示，在摆动件121的弯折处1213，摆动件121通过一转轴可转动设置在第二支撑板20的板面，使得摆动件121可在第二支撑板20的板面转动。摆动件121上还设置有轴孔1214，驱动轮100的转轴101则可以设置在该轴孔1214内。
78.请参照图9，弹性件122可选择拉簧，拉簧的一端固定在摆动件121的斜上方，另一端连接于摆动件121的第一端部1211。如图9和图10所示，第二支撑板20的安装口21的两侧设置有两个竖直设置的滑条160，驱动轮100的转轴101设置在该安装口21内并可沿两个滑动上下滑动，驱动轮100的转轴101上设置有限位部件102，限位部件102设置在滑条160和第二支撑板20之间，限位部件102用于限制驱动轮100转轴101的位置，使得驱动轮100的转轴101仅在上述安装口21内上下滑动。在拉簧的拉动下，摆动件121会逆时针旋转，旋转到预设位置时，驱动轮100的转轴101受到第二端部1212的压力会下滑一定距离，使得驱动轮100的转轴101与第一支撑板10之间存在预设间隙，且限位部件102与第一支撑板10之间存在一定的间隙，该间隙作为驱动轮100上下滑动的缓冲空间，且此时拉簧对第一端部1211继续提供预拉力，第二端部1212则对驱动轮100施加向下的预压力。
79.当机器人经过障碍物时，障碍物对驱动轮100产生垂直方向上的振动力，引起机器人底盘在垂直方向上的抖动，此时，弹性件122发生弹性形变，在弹性力的作用下，弹性件122可驱动摆动件121相对第二支撑板20的板面转动，使得摆动件121可以对驱动轮100施加方向朝下的压力，以减少机器人底盘在竖直方向上的抖动，并且可提升驱动轮100的抓地能力；同时，导向轮110可在第一支撑板10的底部前后摆动，当机器人过坎150时，导向轮110旋转并带动第一端部1211向上抬起，使得第二端部1212再次对驱动轮100提供下压力，从而便于抬起第一支撑板10使得导向轮110升起，由于驱动轮100的向前驱动底盘移动，使得导向轮110会逐渐滚动至坎150的上方，并在坎150的上方支撑机器人，此时机器人则可轻松越过整个坎150，并且由于弹性件122和摆动件121的作用，可使得驱动轮100转轴101上的限位部件102与第一支撑板10和上述安装口21的顶端之间存在一定间隙，使得机器人在过坎150时具有缓冲减震功能，从而使得机器人平稳过坎150。
80.根据本技术的一些实施例，请参照图7和图8，摆动机构120还包括第一连接块125、第二连接块126、第三连接块127、第一铰接轴1251、第二铰接轴1261和第三铰接轴1272。沿导向轮110至驱动轮100的方向，即图5中的前后方向，连接座123设置有第一铰接部1231和第二铰接部1232。第一连接块125一端固定于第一支撑板10，另一端通过第一铰接轴1251与连接座123的第一铰接部1231铰接，第二连接块126的一端通过第二铰接轴1261与连接座123的第二铰接部1232铰接，第二连接块126的另一端通过第三铰接轴1272与第三连接块127的一端铰接，第三连接块127的另一端连接于连接杆124；其中第一铰接轴1251、第二铰接轴1261和第三铰接轴1272均与导向轮110的轴线平行。
81.请参照图5，当机器人过坎150时，由于坎150的阻挡，连接座123会绕第一铰接轴1251顺时针旋转，此时第二铰接部1232会沿连接座123的旋转方向向上抬起，以推动第二连接块126，第二连接块126则推动第三连接块127，使得第三连接块127向上抬起，以使的第三连接块127对摆动件121的第一端部1211施加向上的作用力，从而使得摆动件121的第二端部1212对驱动轮100施加向下的压力。由于导向轮110的摆动以及摆动件121的压力作用，使得驱动轮100的抓地力及过坎150能力更强，以便于机器人轻松平稳过坎150。
82.根据本技术的一些实施例，请参照图1，机器人底盘还包括激光雷达140，激光雷达140设置于顶板30，激光雷达140用于在机器人底盘移动时，对底盘进行导航探路。激光雷达140与上述实施例的第一控制盒40电性连接，激光雷达140用于在机器人行进方向的预设范围内进行扫描，第一控制盒40通过定位导航算法以确定机器人的行进路线上是否存在障碍物，以对机器人进行导航定位。
83.根据本技术的一些实施例，第二方面，本技术还提供了一种机器人，包括上述任一项实施例所述的机器人底盘。
84.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本技术的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本技术并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。